【正文】 電站冷卻塔可視模擬試驗系統(tǒng)研究摘要冷卻塔廣泛地應用于國民經(jīng)濟的許多部門，如電力、石油、化工、鋼鐵和輕紡等。本論文所討論的是電力部門廣泛應用的雙曲線自然通風逆流濕式冷卻塔。本文先對冷卻塔的發(fā)展、工作原理及其分類作了簡要闡述，并對自然通風逆流濕式冷卻塔的主要組成部分及其原理、熱力計算、空氣動力計算作了簡要分析。冷卻塔的尺寸設計是建立在模化理論基礎上的，冷卻塔實驗研究屬于?；囼?，所以在第三章對實驗系統(tǒng)的?；髁溯^詳細的理論分析。本文著重對冷卻塔的具體零部件的設計、安裝、測試實驗作了詳細的論述。在具體零部件的設計部分，由于實際場地、制造工藝、制造成本等因素的限制，本文對理論設計的部件，部分作了尺寸、樣式、材料等調(diào)整。在冷卻塔的具體零部件安裝部分，本文主要介紹了安裝方法、流程以及安裝過程中遇到問題的解決方法。 在測試試驗部分，提出了重點測試參數(shù)，即空氣干濕球溫度、冷卻塔 模型進出量和空氣量，風速等測試方法。根據(jù)空氣動力渦流裝置安裝前后，塔筒內(nèi)的風速對比圖，最后進行分析得出結(jié)論。關(guān)鍵詞　冷卻塔；?；涣鲌?；實驗Simulating Experiment and Systematic Researching for the PowerStation Cooling Tower AbstractThe cooling tower is widely applied to a lot of departments of national economy, for instance electricity, petroleum, chemical industry, steel and light textile, etc.. What was discussed in the paper is the hyperbolic wet counterflow cooling tower of natural draft, which is used widely in electric power department.At first we have given a simplistic introduction about the development of cooling tower, and explained how it works in general condition. Because different type of cooling tower has different specific characters, so for natural ventilation reverse flow wet cooling tower, we gave a specific discussion about its ponents and the principles of how it works. Besides, we also calculated the heat exchanged in the system and parameters about air dynamic. The design of cooling tower is based on the principles and experiment, as for the details of the experiment。 we have given a specific analysis, in chapter 4. In this passage, we also gave a discussion about the design and fixation of important parts, with specific workplace, processing of parts, such as the dimension style, material and so on. As for the fixation of pares, we gave a practices instruction about the methods, and the process of fixation and some advices also have been given to some available problems when fixation in order to analyze the status of cooling tower. Because one of the most important tasks is to measure the parameters about the cooling tower, we also discussed which parameters are more important than others, and how to measure them. In the final, we drew and analyzed some diagrams with parameters measured and achieved reasonable conclusions.Keywords　 cooling tower； modeling； flow field ； experimentl 關(guān)鍵詞　冷卻塔；?；?；流場；實驗不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印l 千萬不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印。在目錄上點右鍵“更新域”，然后“更新整個目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行目 錄摘要 IAbstract II第1章 緒論 1 課題背景 1 課題任務 2第2章 冷卻塔概述 3 冷卻塔的發(fā)展 3 冷卻塔的工作原理及分類 3 電站冷卻塔簡介 3 冷卻塔的分類 4 自然通風逆流式冷卻塔的組成 5第3章 可視實驗系統(tǒng)具體零部件的設計 7 冷卻塔塔體的設計 7 ?；?8 幾何相似 9 模型風速計算 10 冷卻塔具體零部件設計 13 塔體 14 風道 17 支架 20 風機 20 配水系統(tǒng) 20 淋水裝置 22 實驗桌 23 導流板 25第4章 可視實驗系統(tǒng)的具體安裝 26 實驗平臺安裝過程 26 安裝后實驗平臺實物圖 29第5章 測試實驗 31 實驗任務 31 實驗測量參數(shù)和測量儀器 31 實驗測量參數(shù) 31 試驗測量儀器和測點位置 31 觀察實驗 33 測試實驗 35 數(shù)據(jù)的測量 35 試驗數(shù)據(jù)分析 35 試驗結(jié)論 37結(jié)論 38致謝 39參考文獻 40附錄A 外文文獻 41附錄B中文翻譯 51l 千萬不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印。在目錄上點右鍵“更新域”，然后“更新整個目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行第1章 緒論 課題背景作為電廠熱力循環(huán)的重要冷端設備,冷卻塔工作性能的優(yōu)劣對其安全、經(jīng)濟性有重要的影響。電廠熱效率的提高與冷卻塔出口水溫的降低成正比,對200MW 機組,冷卻塔出口水溫下降1 ℃,℃,凝汽器真空提高約300Pa ,機組熱效率可提高0. 2 %～0. 3 %[1]。例如某電廠采用國產(chǎn)中溫中壓50MW凝汽式汽輪機組，配一座2000m2的雙曲線自然通風冷卻塔，在夏季測試結(jié)果，冷卻塔出口水溫降低1℃，（kwh）全年按7000小時運行推算，50MW機組就可節(jié)煤500t多[2]。因此，降低冷卻塔出塔水溫有著重要的經(jīng)濟價值，目前降低冷卻塔出塔水溫的方法有提高填料的冷卻性能、在塔內(nèi)加十字墻。后者的對降低水溫效果不是很顯著1996年白俄羅斯研制成功火力和核電站冷卻塔空氣動力渦流裝置，其核心技術(shù)已經(jīng)申報白俄羅斯國家5項專利。在1996年德國漢諾威國際展覽會和1998年葡萄牙的里斯本出口展覽會上，該技術(shù)引起與會專家極大興趣，官方承認并建議在俄羅斯的動力部門推廣使用 。此空氣動力渦流器目前已應用在白俄羅斯共和國一個最大熱電站——明斯克第4熱電站（見圖11），電能生產(chǎn)率1000兆伏/小時。1996年完成循環(huán)水生產(chǎn)率3000m3/小時的冷卻塔。該冷卻塔配備了空氣動力渦流器。在1997年3個季度（春、夏、秋）進行的冷卻器實驗表明，由于渦流器的使用，℃，%。僅在功率為250MW的單臺設備上，3個季度就節(jié)約燃料1000—1500噸。在國內(nèi)，本產(chǎn)品屬于首創(chuàng)，據(jù)調(diào)查目前還沒有廠家生產(chǎn)同類產(chǎn)品?，F(xiàn)在哈爾濱理工大學能源與環(huán)保工程研究所正在開發(fā)和完善該產(chǎn)品，經(jīng)過完善和改進后該產(chǎn)品無論質(zhì)量還是性能均會有很大提高，屆時該項技術(shù)將達到國內(nèi)領(lǐng)先水平 ，生產(chǎn)成本在國際市場極具競爭力，將來有望出口其它發(fā)展中國家。 課題任務本課題主要是針對該產(chǎn)品，通過對所設計的冷卻塔進行?；瘉泶罱▽嶒炁_。在搭建實驗臺和測試過程中，對該產(chǎn)品進行改善和完善工作，通過實驗分析得到的結(jié)論，最終得出能夠提高冷卻塔性能的最佳方案。第2章 冷卻塔概述 冷卻塔的發(fā)展二十世紀前五十年是冷卻塔的誕生，初步應用時期。最早的冷卻塔是噴淋池，以后發(fā)展成為拔風筒，到1924年發(fā)展成為鼓風通風冷卻塔。 二十世紀四、五十年代，冷卻塔獲得重大突破，機力通風冷卻塔(逆流、橫流)成為標準化塔型且均為點滴塔，六十年代以marley600型木結(jié)構(gòu)塔為代表的橫流點滴塔得到大發(fā)展。而今后的冷卻塔向著環(huán)保型、低噪聲、高效率、低能耗方向發(fā)展。我國冷卻塔技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀：1，從1949年到1978年的近30年我國冷卻塔技術(shù)經(jīng)歷了直流水、水池、噴淋池、鼓風通風冷卻塔、自然通風冷卻塔及機械通風冷卻塔。2，改革開放后，伴隨著對國外先進冷卻塔技術(shù)引進、消化、吸收，到八十年代出現(xiàn)了冷卻塔熱，其中最引人注目的是數(shù)以百計的冷卻塔制造商的涌現(xiàn)，大批工程項目的建設刺激了工業(yè)節(jié)水市場的發(fā)展，激烈的市場競爭極大地推動了我國冷卻塔技術(shù)的進步，大大縮小了我國與發(fā)達國家的差距，基本跟上了冷卻塔技術(shù)發(fā)展的步伐。現(xiàn)在我國完全有能力依靠自己的技術(shù)滿足工業(yè)生產(chǎn)和人民生活用冷卻塔的需要。但是我國的冷卻塔技術(shù)與國外先進技術(shù)差距還很大，比如冷卻塔的科研、設計、制造相互脫節(jié)，冷卻塔市場上仿制國外冷卻塔的多，且由于消化吸收不夠，無法達到冷卻塔高效、節(jié)能之目標。(以機力通風濕式塔為主)主要集中在以下幾個方而[3]:（1）、。（2）。（3）“預處理”.使水進入冷卻塔后能增大與空氣的接觸而積和接觸時間以達到節(jié)水和節(jié)能的日的。 冷卻塔的工作原理及分類 電站冷卻塔簡介電廠中冷卻塔(見圖21)的任務是把火電廠汽輪機末端的排氣在凝結(jié)成水的過程中所散發(fā)的大量熱量釋放到環(huán)境中，并以較高的冷卻效率，使凝結(jié)水獲較低的水溫。一般來說凝結(jié)水的溫度越低，汽輪機的熱效率越高，反之不僅會影響汽輪機的熱效率，甚至會危及汽輪機運行的安全性。因此，冷卻塔的冷卻效率直接影響火電廠運行的安全性和經(jīng)濟性[4]。 圖21 電站冷卻塔自然通風冷卻塔是利用塔內(nèi)空氣的壓力差使通風塔產(chǎn)生足夠的抽力，使冷空氣不斷流入塔內(nèi)與熱水進行充分的熱交換使熱水冷卻。同樣空冷塔的主要功能是完成被冷卻介質(zhì)與空氣之間的熱量交換[5]。 冷卻塔的分類按空氣流動的控制情況，冷卻塔可分為自然通風和機械通風兩類。自然通風冷卻塔又可分為開放式和風筒式兩種。按熱水和空氣的流動方向分可分為逆流式冷卻塔和橫流式冷卻塔。 本實驗采用的是自然通風逆流式冷卻塔，所以本論文以下介紹的以自然通風逆流式冷卻為主。 自然通風逆流式冷卻塔的組成冷卻塔的種類很多，這里我們主要討論是的自然通風逆流式冷卻塔，主要由以下幾部分組成塔體、淋水填料一、配水系統(tǒng)、收水器、雨區(qū)及集水池[6]，見圖22。圖22 自然通風逆流式冷卻塔1）塔體 我國大多數(shù)火電廠普遍使用的是自然通風逆流式冷卻塔，其塔筒幾乎都被做成雙曲線形，其作用是創(chuàng)造良好的空氣動力條件，減少通風阻力，將濕熱空氣排至大氣層，減少濕熱空氣回流，因而冷卻效果較為穩(wěn)定。為滿足熱水冷卻需要的空氣流量，塔內(nèi)、外要有足夠的壓差，但塔內(nèi)、外空氣密度差是有限的，因此自然通風冷卻塔必須建造一個高大的塔筒。塔筒材料一般用鋼筋混凝土制成。2）淋水填料 填料是冷卻塔的重要組成部分，水的冷卻過程，主要在淋水填料中進行，其所產(chǎn)生的溫降達整個塔溫降的60%70%。淋水填料是由不同材料、不同斷面形式、尺寸和排列方式的構(gòu)件所組成，當熱水淋至填料上時濺散成水滴或形成水膜，增加了水和空氣的接觸面積和接觸時間，即增加了水和空氣的熱交換強度，利于循環(huán)水的冷卻。 填料的型式有薄膜式、點滴式、薄膜點滴式等，可根據(jù)不同情況加以選取。3）配水系統(tǒng) 冷卻塔的重要組成部分，其作用是將熱水均勻濺散到整個淋水填料上，以提高冷卻效果。整個過程包括:將熱水升到配水高程，分配到整個填料斷面，通過噴頭灑到填料上。配水系統(tǒng)有以下幾種形式:旋轉(zhuǎn)式配水系統(tǒng)、槽式配水系統(tǒng)、管式配水系統(tǒng)、池式配水系統(tǒng)。槽式配水，目前仍是國內(nèi)冷卻塔主要的配水方式。如下圖23所示， 圖23槽式配水系統(tǒng)管式配水的優(yōu)點為管內(nèi)水流速度高，因而管斷面小，占用塔內(nèi)通風面積小，形狀阻力也小。其缺點是水質(zhì)要清潔，堵賽后不易清理。4）收水器 是為了減少冷卻塔的飄滴對周圍環(huán)境的影響，同時也為了減少冷卻塔的補充水量所采取的節(jié)水措施，它的工作原理是使上升氣流所挾帶的水滴撞擊在它的表面，以后能夠附著在上面，既可把水滴截留下來，又讓空氣順暢通過。收水器通常是采用慣性撞擊分離法的技術(shù)原理設計的，一般由傾斜布置的板條或波形、弧形葉板組成，大多是用玻璃鋼或塑料制成。 5）雨區(qū)及集水池 在逆流塔中，填料以下，水池水面以上的部分稱為雨區(qū)，即冷卻水在塔中像下雨的區(qū)域。氣流進入冷卻塔后，經(jīng)過此區(qū)域，然后經(jīng)過填料。第3章 可視實驗系統(tǒng)具體零部件的設計 冷卻塔塔體的